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随着光纤光栅、光纤掺杂等光纤技术的快速发展,光纤激光器的性能得到了极大的提高,并被广泛应用于声音测量、温度测量、应力测量等光纤传感领域。分布反馈(DFB)光纤激光器和分布布拉格反射(DBR)光纤激光器是两种性能优异的线形腔光纤激光器。与DBR光纤激光器相比,DFB光纤激光器更容易获得单纵模、窄线宽,而且频率稳定性好,使得DFB光纤激光器在传感领域中的应用受到了广泛的关注。 本文主要研究的是基于反馈效应的DFB光纤激光器特性及其传感应用。利用DFB光纤激光器作为传感器的传感单元,振动信号通过调制反馈激光的相位使得DFB光纤激光器的光强和频率发生变化,通过测量DFB光纤激光器的光强和频率的变化实现对振动信号的测量。 首先对光纤激光及光纤传感技术的发展作了全面介绍,然后在耦合模理论的基础上,利用光纤光栅的传输矩阵,完成了对DFB光纤激光器的理论仿真研究,通过实验实际测试了DFB光纤激光器的相关特性,验证了理论分析结果。 基于反馈效应的DFB光纤激光器是本文的研究重点,建立了基于相干反馈效应和非相干反馈效应的DFB光纤激光器模型,并对其进行了理论仿真研究,分析了稳态输出特性,讨论了其应用于传感领域的可能性,利用最大李雅普诺夫指数方法讨论了两个模型的稳定性,分析了影响稳定性的因素,同时进行了动力学仿真分析,最后完成实验系统的搭建,并进行了传感实验研究,实现了该模型的传感应用。 此外,本文提出了将偏相移DFB光纤激光器应用于传感的新想法,对偏相移DFB光纤激光器进行了理论特性研究,分析了基于反馈效应的偏相移DFB光纤激光器模型的稳态输出和稳定性。与普通DFB光纤激光器相比,偏相移DFB光纤激光器具有单模性好、结构更灵活的特点,在传感领域中具有广阔的发展前景。